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RS-232收發器的發展過程回顧

作者: 時間:2011-06-08 來源:網絡 收藏

  

RS-232收發器的發展過程回顧

  圖8. 所有接收器輸入介于±0.3V以內的時間超過30μs時,器件進入自動關斷模式。

  

RS-232收發器的發展過程回顧

  圖9. 任何一路接收器的輸入超出±2.7V時,退出自動關斷模式。

  

RS-232收發器的發展過程回顧

  圖10. 進入、退出自動關斷的門限值

  低功耗模式下,發送器和發送器使用的電荷泵也會關閉。由于接收器工作時消耗非常低的電流,接收器將始終保持有效工作狀態。由此,MAX3221的典型靜態電流可以從0.3mA降至1μA (最大值從1mA降至10μA)。需要注意的是,一旦在接收器上檢測到有效的RS-232電平時,器件需要100μs才能使發送器進入有效工作狀態。MAX3221和MAX3243是具有自動關斷功能的RS-232器件。

  增強型自動關斷(AutoShutdown Plus?)

  類似于自動關斷功能,增強型自動關斷設計用于只要沒有使用RS-232器件即刻關斷整個器件,以節省功耗。如果在30s內器件沒有有效信號,增強型自動關斷將關斷器件。這種功能適用于發送器連接到RS-232端口,但沒有發送數據的場合。

  增強型自動關斷需要關注兩種情況。

  器件同時監測接收器和發送器是否有效工作。

  將無效的引腳連接到ForceOn和ForceOff時,器件的工作狀況類似于自動關斷,如圖11所示。

  

RS-232收發器的發展過程回顧

  圖11. 將ForceOn、ForceOff輸入連接到無效輸出,增強型自動關斷器件的工作狀況將類似于自動關斷器件。

  MAX3224E和MAX3245E是具有增強型自動關斷功能的RS-232器件。

  MegaBaud?

  對于需要寬帶、低輻射的應用,MegaBaud RS-232器件不失為理想的解決方案。MegaBaud是Maxim推出的1Mbps、甚至更高速率的RS-232邏輯電平兼容的器件名稱。注意,這里采用了“兼容”,而非“滿足”,因為MegaBaud功能實際上并不符合RS-232的限擺率要求。

  在典型的RS-232應用中,限擺率有利于降低輻射和反射,但也限制了最高數據速率。限制發送器的擺率,使其低于30V/μs。這一限制是為了最終將RS-232定義為一個簡單的物理接口。如果沒有這個限制,則要注意輻射、傳輸線等問題的影響。盡管限擺率簡化了物理連接,但也影響了可以達到的最高數據速率。

  Maxim推出的MegaBaud器件在支持高速數據傳輸的前提下確保RS-232標準的兼容性,為了保證簡單的物理連接,這些器件仍然具有限擺率特性,但擺率高于RS-232標準規定的限制(比如,MAX3237E的擺率限制在150V/μs)。

  這些設計意味著什么呢? 嚴格意義上講,MegaBaud器件不滿足RS-232標準,如果把具有MegaBaud能力的器件插入普通的RS-232標準接口,即使數據速率低至20kbps也不能保證正常運行。而在實際應用中,低數據速率下可以正常工作的器件,但當工作在1Mbps速率時則完全無法正常工作。為了支持1Mbps的數據速率,電纜兩端的產品都需要采用MegaBaud器件。

  有些MegaBaud器件帶有一個標注為MBAUD的引腳,通過邏輯電平控制該引腳可以將器件配置為既可以工作在低于30V/μs的RS-232限擺率條件下,也可以工作在更高擺率的MegaBaud模式。如果連接到常規RS-232接口,器件可以工作在真正的RS-232標準模式。如果連接到另一個MegaBaud器件,則可支持1Mbps,甚至更高速率的數據傳輸。

  VL引腳

  在絕大多數現代應用中,微控制器(μC)的供電電壓遠遠低于收發器的電源電壓。所以,在μC和RS-232收發器之間需要添加邏輯電平轉換器。有些RS-232器件集成了電平轉換器,例如MAX3386E提供一個VL引腳,用于配置接收器輸出和發送器輸入端的邏輯電平。這一特性對于多電源供電和/或多邏輯電平系統非常實用。比如,圖12中的MAX3386E工作在3.0V至5.5V單電源,VL引腳將邏輯門限設置在0.8V至5V。

  

RS-232收發器的發展過程回顧

  圖12. MAX3386E包含一個VL引腳,允許在混合電壓系統中提供可編程的邏輯門限。

  微型封裝

  由于絕大多數現代應用中都要求小尺寸設計,需要把IC放置在非常小的電路板區域。目前所能提供的最小封裝是芯片級封裝(CSP)。晶片級封裝(WLCSP)設計是IC倒裝在印刷電路板上;芯片的焊盤通過獨立的焊球焊接到PCB上,不需要任何其它填充物(圖13)。WLCSP技術不同于其它球柵陣列、引線封裝和層疊CSP技術,它不需要綁定線或內部連線。WLCSP封裝的優勢在于IC與PCB之間的寄生電感非常小;另外,它還有助于減少封裝尺寸、縮短生產時間、改善熱傳導特性。UCSP?是Maxim的WLCSP封裝商標。

  

  圖13. 典型的14焊球WLCSP封裝

  結論

  在過去的25年,RS-232技術隨著應用需求的變化而穩步發展。Maxim的眾多RS-232收發器在業內占據了重要的優勢。另外,沒有任何理由顯示這類產品的設計已經止步不前。

  RS-232串口通信仍將在低成本、設計簡單的產品中繼續發揮重要作用。在未來的應用中,低供電電壓、高數據率將成為新設計的普遍要求。未來的器件設計將會集成電氣隔離、過壓保護等功能。我們堅信Maxim將繼續保持這一領域創新設計的領導地位。


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